JPH01126603A - Optical fiber line light - Google Patents

Optical fiber line light

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JPH01126603A
JPH01126603A JP62284163A JP28416387A JPH01126603A JP H01126603 A JPH01126603 A JP H01126603A JP 62284163 A JP62284163 A JP 62284163A JP 28416387 A JP28416387 A JP 28416387A JP H01126603 A JPH01126603 A JP H01126603A
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JP
Japan
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line
light
optical fiber
line part
point
Prior art date
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Application number
JP62284163A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihiro Shinya
新屋 紀宏
Kiyoshi Ichimura
清 市村
Masaki Fuse
正樹 布施
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To uniformize the quantity of the light emitted from a line part by intersecting the light exist end face of a line part and the light incident end face of a point part with each other and specifying the angle theta between the longitudinal direction of the line part and the optical fiber axis of the line part. CONSTITUTION:The light exist end face of the line part and the light incident part of the point part of the line pint light which is formed by converging th ends, on one side, of many pieces of the optical fibers 3 to a bundled shape to constitute the point part to serve as the incident end of light and arraying the ends, on the other sides, to a line shape to constitute the line part to serve as the exist end of light are so disposed as to intersect with each other and the angle theta between the longitudinal direction of the line part and the axis of the optical fibers 5 disposed in the line part is specified to 0 deg.<theta<90 deg.. The emission of the light of the higher modes by bending of the optical fibers is thereby prevented and the light to be emitted from the line part is uniformized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野J 本発明は、シート状物の欠陥検査装置などに使用するこ
とができるライン状光源として使用しうるラインポイン
トライトに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application J] The present invention relates to a line point light that can be used as a line-shaped light source that can be used in a defect inspection device for sheet-like objects.

シート状物の欠陥検査装置として、走行するシート状物
をライン状光源で照射し、その反M光、あるいは、透過
光をラインCODカメラで読み取り、画像処理を行うこ
とによりシート状物に含まれるキズ、異物の付着などの
欠陥を検査する装置が開発され、敗多くのところで使用
されるようになってきている。
As a defect inspection device for sheet-like objects, a moving sheet-like object is irradiated with a line-shaped light source, the anti-M light or transmitted light is read by a line COD camera, and image processing is performed to detect defects contained in the sheet-like object. Equipment for inspecting defects such as scratches and foreign matter has been developed and is now being used in many places.

このような分野で使用されるライン状光源としては、次
の性能を備えていることが要求されている。
Line light sources used in such fields are required to have the following performance.

1)高輝度であること。1) High brightness.

2) ライン部からの出射光量が均一であること。2) The amount of light emitted from the line part is uniform.

3) シート状物が熱に弱い材質の場合が多く、冷光源
であること。
3) The sheet material is often made of a material that is sensitive to heat and must be a cold light source.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般にライン状光源を得る方法としては、次の3種のも
のが知られている。
Generally, the following three methods are known as methods for obtaining a line-shaped light source.

そのlは螢光灯であり、シート状物の欠陥績査装置用の
光源としては、30kHz程度の高周波点灯のものが使
用されている。
1 is a fluorescent lamp, and a light source for a defect inspection apparatus for sheet-like materials is one that operates at a high frequency of about 30 kHz.

その2はライン状ハロゲンランプであり、その3は光フ
ァイバにて作られたラインポイントライトであり、この
光フアイバ製ラインポイントライトは、多数の光ファイ
バの一端を円筒状に束ね、他端を1本1本引き揃えてラ
イン状に並べ、その円筒状部より入射させた光をそのラ
イン状端面より出射させることにより、ライン状光源を
得るものである。
Part 2 is a line-shaped halogen lamp, and Part 3 is a line point light made of optical fiber.In this optical fiber line point light, one end of a large number of optical fibers is bundled into a cylindrical shape, and the other end is A linear light source is obtained by arranging them one by one in a line and emitting light incident from the cylindrical part from the linear end face.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

蛍光灯よりなるライン状光源は、出射光量が均一であり
、発熱が少ないが、嵩輝度の光源とすることが難しくハ
ロゲンランプをライン状としたものは、高輝度のものが
得られるが、発熱の問題があった。また、光ファイバよ
り作られたラインポイントライトは高輝度であり、かつ
冷光源のものであるが、ライン部からの出射光量に光源
となるランプなどに起因する光源斑や、光ファイバをラ
インライトに加工する際の光ファイバの曲げ角度の違い
に起因するライン部からの光の出射角度の変化に起因す
る光量分布の斑などによる光量斑の大きなことが問題と
なっている。また、光フアイバ製ラインライトのライン
部端面を散乱処理してライン部からの出射光量を均一化
することは可能であるが、輝度が大幅に低下するという
問題があった。
A line-shaped light source made of a fluorescent lamp has a uniform amount of emitted light and generates little heat, but it is difficult to make it into a bulky light source, and a line-shaped halogen lamp can provide high brightness, but it generates less heat. There was a problem. In addition, line point lights made from optical fibers have high brightness and are a cold light source, but the amount of light emitted from the line part may have light source irregularities caused by the lamp that serves as the light source, and if the optical fiber is used as a line point light, There is a problem of large unevenness in light intensity due to unevenness in the light intensity distribution due to changes in the angle of light emission from the line portion due to differences in the bending angle of the optical fiber during processing. Further, although it is possible to uniformize the amount of light emitted from the line portion by performing scattering treatment on the end face of the line portion of the optical fiber line light, there is a problem in that the brightness is significantly reduced.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明者等はライン状光源として有用な光ファ
イバ製のラインポイントライトの有する上述した如き難
点のないラインポイントライトを開発することを目的と
して検討したところ、従来開発されてきたラインポイン
トライトは、多数の光ファイバの一端を束状としたポイ
ント部を光の入射端と、他端左ライン状に配列したライ
ン部を光の出射端としπラインライトにおいて、ライン
状に配列した光ファイバは、ラインに配列した光ファイ
バの配列方向とライン部形成方向とのなす光フアイバ配
列角度が90゜のものに限られておりこのタイプのライ
ンライトは光ファイバの曲げにより入射光が高次モード
化し、光ファイバの曲げ角度による光量分布の斑が、そ
のままライン部の光量斑として出射されることを見出し
、このような不都合のないラインライトとするにはライ
ンの方向に対し光ファイバの配列角度をある角度θをも
たせて配列することによりその目的を達成しうろことを
見出し本発明を完成した。
Therefore, the present inventors conducted studies with the aim of developing a line point light made of optical fiber that is useful as a line light source and does not have the above-mentioned difficulties, and found that the line point light that has been developed in the past. In the π-line light, optical fibers arranged in a line are defined as the point part where one end of a large number of optical fibers is bundled as the light input end, and the line part arranged in a line shape on the other end as the light output end. This type of line light is limited to those in which the optical fiber arrangement angle formed by the arrangement direction of the optical fibers arranged in a line and the line part formation direction is 90 degrees, and this type of line light is such that the incident light is in a higher order mode due to the bending of the optical fiber. It was discovered that unevenness in the light intensity distribution due to the bending angle of the optical fiber is directly emitted as light intensity unevenness in the line section, and in order to create a line light without such inconvenience, it is necessary to change the alignment angle of the optical fiber with respect to the line direction. They discovered that the object could be achieved by arranging them at a certain angle θ, and completed the present invention.

本発明の要旨とするところは多数本の光ファイバの一端
を束状に収束して光の入射端となるポイント部とし、他
端をライン状に配列して光の出射端となるライン部とし
たラインポイントライトであり、ライン部の光出射端面
とポイント部の光入射部面とが互に交叉する配置をとら
れライン部の長さ方向とこのライン部に配置した光ファ
イバ軸とのなす角度を0°くθ<90゛としたことを特
徴とする光フアイバ製ラインポイントライトにある。
The gist of the present invention is that one end of a large number of optical fibers is converged into a bundle to form a point portion that serves as the light input end, and the other end is arranged in a line to form a line portion that serves as the light output end. This is a line point light, in which the light emitting end surface of the line part and the light incident part surface of the point part are arranged to intersect with each other, and the longitudinal direction of the line part and the optical fiber axis arranged in this line part are arranged. A line point light made of optical fiber is characterized in that the angle is 0° and θ<90°.

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、多数本の円形の光ファイバを用いた本発明の
ラインポイントライトを説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a line point light of the present invention using a large number of circular optical fibers.

第1図(a)はラインポイントライトの外観斜視図、(
ロ)はライン部に配列した1本の光ファイバ(5)の軸
をラインの長さ方向に対しθ傾斜したものの図である。
Figure 1(a) is a perspective view of the line point light.
B) is a diagram in which the axis of one optical fiber (5) arranged in a line portion is inclined by θ with respect to the length direction of the line.

同図中(1)はライン方向に配列した光フアイバ端面で
あり、光ファイバ(3)は、この例においてはライン部
において2段で配列してあり、上段はライン方向に対す
る光ファイバ軸のなす角度θを60°、下段は120°
に設定した。(2)はライン部口金、(4)は光ファイ
バの収束端であるポイント部口金である。(5)はポイ
ント部光ファイバ端面である。ライン部より出射される
光の光源斑の影響を減少させるため、ライン部とバンド
ル部の光ファイバの配列は相互にランダムにしである。
In the figure, (1) is the end face of the optical fibers arranged in the line direction, and in this example, the optical fibers (3) are arranged in two stages in the line part, and the upper part shows the shape of the optical fiber axis with respect to the line direction. Angle θ is 60°, lower row is 120°
It was set to (2) is a line part base, and (4) is a point part base which is the converging end of the optical fiber. (5) is the end face of the point optical fiber. In order to reduce the influence of light source irregularities on the light emitted from the line section, the optical fibers in the line section and the bundle section are arranged randomly with respect to each other.

第2図は、ライン部の長さ方向と、核部における光ファ
イバ軸のなす角度θを90°の場合の光ファイバの曲げ
に起因する出射角度光量分布の斑を示したものであり、
出射光が高次モード化していることがわかる。
FIG. 2 shows unevenness in the output angle light amount distribution due to bending of the optical fiber when the angle θ between the length direction of the line portion and the optical fiber axis at the core portion is 90°.
It can be seen that the emitted light is in a higher order mode.

第3図は、本発明のラインポイントライトの一つの用途
であるシート状物の欠陥検査装置の1例を示す図である
FIG. 3 is a diagram showing an example of a defect inspection apparatus for a sheet-like object, which is one application of the line point light of the present invention.

検査対象物であるシート状物(6)は、光フアイバ製ラ
インポイントライト(7)のライン部の出射光にて照明
され、一定速度で走行している。検査対象物(6)の反
射光は、ラインc c D (8)で読み取り、その信
号を画像処理装置(9)で処理することにより、検査対
象物に含まれる欠陥を検出する。欠陥のデータ処理、警
報出力などはマイクロコンピュータ0[Dで行わせる。
A sheet-like object (6) to be inspected is illuminated by light emitted from a line portion of an optical fiber line point light (7), and is traveling at a constant speed. The reflected light from the inspection object (6) is read by the line c c D (8), and the signal is processed by the image processing device (9) to detect defects included in the inspection object. Defect data processing, alarm output, etc. are performed by microcomputer 0[D.

第4図は、ライン部に配設した光ファイバ軸の方向とラ
イン部の長さ方向とのなす角度θが60°の場合の光放
射パターンを示している。
FIG. 4 shows a light radiation pattern when the angle θ between the direction of the axis of the optical fiber disposed in the line portion and the length direction of the line portion is 60°.

第5図は、ライン状の配列方向と、光フアイバ角度が9
0°のラインライトを使用した場合の、ラインCODの
出力信号である0周辺部のCCD出力の立ち上がり角度
は高いが、中心部でも揺らぎがある。第5図の中心部の
1/2の範囲(CCD素子8111025〜Na307
2)でのCCD出力値のバラツキは±11.3%であっ
た。1本分の光ファイバの出射パターンは、第2図の通
りであるため、目視ではリング状に照明されていること
が観察されている。
Figure 5 shows the linear arrangement direction and the optical fiber angle of 9.
When a 0° line light is used, the rise angle of the CCD output around 0, which is the output signal of the line COD, is high, but there is also fluctuation at the center. 1/2 range in the center of Fig. 5 (CCD elements 8111025 to Na307
The variation in CCD output values in 2) was ±11.3%. Since the output pattern of one optical fiber is as shown in FIG. 2, it is visually observed that the light is illuminated in a ring shape.

なお、測定条件は、次の通りである。Note that the measurement conditions are as follows.

1) 光フアイバ製ラインポイントライトはポリメチル
メタクリレート系光ファイバ(直径200M)多数本用
いライン部の長さ320IIIlとしラインの長さ方向
と、光ファイバの配列軸とのなす角度90°とした。
1) The optical fiber line point light used a large number of polymethyl methacrylate optical fibers (diameter 200M), the line part length was 320III, and the angle between the length direction of the line and the alignment axis of the optical fibers was 90°.

2)  COD 素子数4096、走査周期30rls、視野400薗と
した。
2) COD The number of elements was 4096, the scanning period was 30 rls, and the field of view was 400 fields.

3) レンズ a)焦点距離 f=50■ b) 絞り    F−5,6 4)  CCDと検査対象物間距離 700鵬第6図は
、ライン部の長さ方向と光ファイバの配列軸とのなす角
度を60°とした本発明の光フアイバ製ラインポイント
ライトのラインCCDの出力信号である。第5図と比較
すると、周辺部のCCD出力の立ち上がり角度は低いが
、中心部での揺らぎがなくなった均一出射光が得られて
いることがわかる。測定条件は第5図と同一の状態で、
出力値のバラツキは±8.8%に改善された。また、目
視でも、第5図の如きラインポイントライトで認められ
たリング状に照明されていることが観察できなくなって
いる。
3) Lens a) Focal length f=50■ b) Aperture F-5, 6 4) Distance between CCD and inspection object 700 Figure 6 shows the relationship between the length direction of the line section and the optical fiber arrangement axis. It is an output signal of the line CCD of the optical fiber line point light of the present invention with an angle of 60°. Comparing with FIG. 5, it can be seen that although the rising angle of the CCD output at the periphery is low, uniform output light with no fluctuation at the center is obtained. The measurement conditions were the same as in Figure 5.
The variation in output values was improved to ±8.8%. Moreover, even by visual inspection, it is no longer possible to observe the ring-shaped illumination that was observed with the line point light as shown in FIG.

本発明においては、上述した如き、円型の光ファイバを
用いたラインポイントライトばかりでなく光ファイバと
して直径0.1〜3腫φなる光ファイバを用いうる他直
径5〜200μmの光伝送性を備えた芯−鞘構造の患部
を海部に50〜1oooo個なる割合で配置された断面
形状が略矩形状や略円形状のプラスチック系マルチフィ
ラメント状光ファイバを用いても同様の効果が得られ、
ライン部の長さとしては検査対象物の巾に合わせて、任
意の長さに調整できる。
In the present invention, in addition to the line point light using a circular optical fiber as described above, it is possible to use an optical fiber with a diameter of 0.1 to 3 mm as well as an optical fiber with a diameter of 5 to 200 μm. A similar effect can be obtained by using a plastic multifilament optical fiber having a substantially rectangular or circular cross-sectional shape, in which the affected parts of the core-sheath structure are arranged in the sea at a ratio of 50 to 1000 pieces.
The length of the line part can be adjusted to any length according to the width of the object to be inspected.

ライン部の巾はライン部の光ファイバは1段のみではな
く、複数段に積み重ねることが可能である。
The width of the line portion allows the optical fibers in the line portion to be stacked not only in one stage but in multiple stages.

また、ライン部の配列を複数段とし、θを段数により変
更することもできる。
It is also possible to arrange the line portions in multiple stages and change θ depending on the number of stages.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のラインポイントライトは従来開発されてきたラ
インポイントライトのライン部の出射光の光量斑が極め
て大きく、光ファイバの曲げによる出射光の高次モード
化によるライン部の出射光量の斑をラインポイントライ
トのライン長さ方向に対し光ファイバ軸をθなる角度も
たせて配設することにより第4図に示す如く、光ファイ
バの曲げによる出射光の高次モード化を防止し得ること
に成功しライン部よりの出射光の均一化をなし得たもの
であり、優れた性能を呈し得たラインポイントライトと
なっている−
The line point light of the present invention has extremely large unevenness in the amount of light emitted from the line part of conventionally developed line point lights. By arranging the optical fiber axis at an angle of θ with respect to the line length direction of the point light, as shown in Figure 4, we have succeeded in preventing the output light from becoming a higher order mode due to bending of the optical fiber. The light emitted from the line part is made uniform, making it a line point light that exhibits excellent performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(6)は、本発明の光フアイバ製ラインポイント
ライトの一例を示す斜視図であり、(ロ)はライン部に
角度θを設けて配した光ファイバの例を示す平面図であ
り、第2図は、従来開発されてきたラインポイントライ
トのライン部に配した光ファイバより放射される光の光
量分布を、第3図は本発明のラインポイントライトの一
応用例を示す図であり、第4図は本発明のラインポイン
トライトのライン部に配した1本の光ファイバより出射
される光の光量分布図を、第5図は従来用いられてきた
ラインポイントライトのライン部より放射される光のラ
イン長さ方向の光をCCDで測定したときの出力信号で
あり、第6図は本発明のラインポイントライトのライン
部よりの放射光をCCDで測定したときの出力信号であ
る。 第1図 第2図 一鴨内度(・) 第4図 第5図 第6図
FIG. 1(6) is a perspective view showing an example of an optical fiber line point light of the present invention, and FIG. 1(b) is a plan view showing an example of an optical fiber arranged at an angle θ in the line portion. , FIG. 2 shows the light intensity distribution of the light emitted from the optical fiber arranged in the line part of a conventionally developed line point light, and FIG. 3 shows an example of the application of the line point light of the present invention. , Fig. 4 shows the light intensity distribution diagram of the light emitted from one optical fiber arranged in the line part of the line point light of the present invention, and Fig. 5 shows the light intensity distribution diagram of the light emitted from the line part of the line point light used conventionally. Figure 6 shows the output signal when the light emitted from the line part of the line point light of the present invention is measured using a CCD. . Figure 1 Figure 2 Toshikamouchi (・) Figure 4 Figure 5 Figure 6

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多数本の光ファイバの一端を束状として光の入射
端となるポイント部とし、他端をライン状に配列して光
の出射端となるライン部としたラインポイントライトで
あり、ライン部の光出射端面とポイント部の光入射端面
とが交叉しておりライン部の長さ方向と、ライン部の光
ファイバ軸とのなす角度θを、0°<θ<90°とした
ことを特長とする光ファイバラインポイントライト。
(1) A line point light is a line point light in which one end of a large number of optical fibers is bundled to form a point part that serves as the light input end, and the other end is arranged in a line and has a line part that serves as the light output end. The light output end face of the part and the light input end face of the point part intersect, and the angle θ between the length direction of the line part and the optical fiber axis of the line part is 0°<θ<90°. Features: Optical fiber line point light.
(2)光ファイバとして直径5〜200μmの光伝送性
を備えた芯−鞘構造の島部を海部に50〜10000個
なる割合で配置したプラスチック系マルチフィラメント
状光ファイバを使用した特許請求の範囲第1項記載の光
ファイバラインライト。
(2) Claims that use a plastic multifilament optical fiber in which 50 to 10,000 islands of a core-sheath structure with a diameter of 5 to 200 μm and optical transmission properties are arranged in the sea. The optical fiber line light described in item 1.
JP62284163A 1987-11-12 1987-11-12 Optical fiber line light Pending JPH01126603A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008209611A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Moritex Corp Line light guide

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